Современные электроприводы с муфтами скольжения в большинстве случаев снабжаются системами автоматического управления (САУ) током возбуждения с обратными связями по скорости выходного вала муфты. При необходимости в САУ вводятся также обратные связи по току приводного электродвигателя, связанному линейной зависимостью с вращающим моментом муфты.
На рис. 8.17 слева показаны искусственные механические характеристики муфт при различных видах их естественных характеристик и систем управления, справа — кривые изменения во времени угловой скорости, динамического момента и тока возбуждения муфты в процессе пуска.
Графики, показанные на рис. 8.17,а, относятся к САУ, имеющей обратную связь по скорости с ограничением тока возбуждения муфты значением 1тах, которому соответствует используемый участок естественной механической характеристики муфты, имеющей малый показатель β.
При пуске муфты скорость и напряжение датчика обратной связи малы, поэтому САУ обеспечивает наибольшее напряжение на обмотке муфты, соответствующее предельному установившемуся току 1тах. При достижении угловой скорости в точке пересечения естественной механической характеристики с заданной искусственной ток возбуждения и динамический момент начинают снижаться до значений, соответствующих заданному режиму работы.
Рис. 8.17. Механические характеристики и характер переходных процессов муфт в САУ:
а — с обратной связью по скорости при малых β; б — с обратной связью по скорости при больших β; в — с обратными связями по скорости и передаваемому моменту
Угловые скорости в различных точках искусственной механической характеристики практически можно считать одинаковыми, а переходный процесс — заканчивающимся в точке пересечения искусственной характеристики с естественной. Так как процесс пуска муфты до этой точки происходит при ее работе на естественной механической характеристике, то расчет производится ранее рассмотренными методами.
В рассмотренной системе при снижении уставки заданной угловой скорости муфта последовательно переходит с искусственной механической характеристики. При этом из-за малого значения β предельный момент, ограниченный предельным током возбуждения, увеличивается, приближаясь к максимальному (пусковому) моменту муфты
Мтах. Такие системы применяются в приводах, где изменение предельного момента муфты при регулировании скорости не оказывает влияния на работу привода. В первую очередь это относится к системам привода, в которых производственный механизм не вызывает перегрузку или допустима перегрузка в пределах пускового момента муфты.
Непостоянство предельного момента муфты можно исключить параметрическим способом путем увеличения ее показателя β. Это обеспечивает экскаваторную форму механической характеристики муфты.
На рис. 8.17,б показаны искусственные характеристика и кривые процессов пуска при экскаваторной естественной механической характеристике муфты. Здесь при регулировании угловой скорости предельный момент сохраняется близким к постоянному значению, равному пусковому моменту муфты Мтах, значение которого может быть изменено регулированием предельного тока возбуждения Imax. В данном случае расчеты процессов пуска привода при различных видах нагрузок также производятся ранее рассмотренными способами с использованием естественных механических характеристик муфт при больших значениях β или при постоянстве момента муфты (β=οο).
В приводах, где требуются высокая точность и стабильность значений предельного момента, рассмотренная система может не обеспечить предъявляемых требований, так как ее предельный момент может изменяться в функции питающего напряжения и температуры якоря, окружающей среды, обмотки возбуждения.
Для получения стабильных значений предельного момента в САУ муфты вводят дополнительную обратную связь по току приводного электродвигателя, связанному с моментом линейной зависимостью. Искусственные механические характеристики и кривые процессов пуска такого привода не зависят от формы естественных характеристик и конструктивных параметров муфты (рис. 8.17,в). В данном случае расчет процесса пуска может производиться при постоянном моменте муфты с учетом изменения тока возбуждения после включения.
Поскольку САУ муфт с обратными связями по скорости и току приводного двигателя обеспечивают автоматическую форсировку тока возбуждения при пусках, необходимо учитывать в расчетах форму кривой нарастания тока возбуждения с учетом форсировки [19].
Обратная связь по току приводного двигателя в период пуска, реагируя на его пусковой ток, отключает обмотку возбуждения муфты. При этом пуск двигателя осуществляется на холостом ходу, т. е. в наиболее легких условиях.
